Эксплуатация

ЕВРОПА


МЕНЯЕТ


«ПРАВИЛА ИГРЫ»



Не пора ли и нам задуматься?

Эксплуатация

ЕВРОПА МЕНЯЕТ «ПРАВИЛА ИГРЫ»

Не пора ли и нам задуматься?
2030 год уже не за горами, а это, напомним, «крайний срок достижения самых амбициозных мировых целей по декарбонизации грузовых автомобилей и автобусов» (цитата из релиза АСЕА – Европейской ассоциации производителей автомобилей). Но «неожиданно» выяснилось, что коммерческие автомобили с нулевым уровнем вредных выбросов (ZE-trucks, где ZE – от англ. Zero Emission) уступают классике с ДВС не только по стоимости приобретения, но ещё и по экономической эффективности в практической эксплуатации. Решение вроде бы найдено, подробности ниже. На первый взгляд эта ситуация мало касается российских автопроизводителей и перевозчиков, но проблема в том, что данное (скорее вынужденное) изменение транспортного законодательства может потребоваться и от отечественных законодателей...

Антон ЦИПЕРМАНН

Журнал «КТТ» и наш сайт несколько раз писали о проблемах с практической эксплуатацией подвижного состава с альтернативными типами силовых установок. Например, в марте 2023 года мы рассказали об опыте, полученном при эксплуатации Volvo FM Electic, которому для выполнения рейсооборота (≈3000 км) потребовалось семь суток, хотя дизельная FM'ка проходила его за четверо. Причина проста: запас хода и время зарядки не совпадали с графиком работы и отдыха водителя. Чуть позже мы рассказали о попытке решить эту проблему специалистами MAN Truck & Bus. Правда, как оказалось, для этого нужна зарядная станция принципиально нового типа – т.н. «мегаваттная» (ток 3000 А). Две публикации мы посвятили попыткам уже Daimler Trucks решить проблему недостаточного запаса хода за счет улучшения аэродинамики сначала тягача, а потом и автопоезда. Разумеется, не были забыты и альтернативные решения вроде водородных технологий (например, недавняя новость на сайте ktt-magazine.ru, наш комментарий в конце).

«Электрички» оказались не только дороже конкурентов с ДВС...

Но, как оказалось, есть ещё одна проблема, и именно для её решения предназначены упомянутые «Новые Правила Игры». Для понимания ситуации цитата (в сокращении):
«Существующие правила по весу и размерам транспортных средств больше не соответствуют своей цели: в реальности автомобили с нулевым уровнем выбросов, как правило, тяжелее конкурентов с ДВС», – заявил Томас Фабиан, директор по коммерческим автомобилям Европейской ассоциации автопроизводителей (ACEA).
Компоновка – источник проблем?
Для начала давайте припомним компоновку бескапотного грузового автомобиля (для простоты: седельный тягач). Кабина над передней осью, скорей даже в свесе. Под ней, над осью – двигатель, в основном дизельный. Далее «в базе» коробка передач, как правило, смещенная к передней оси, с наружной стороны лонжеронов рамы бак/баки, аккумуляторный и инструментальный ящики, кардан и далее ведущий мост. Причем последний нагружен в основном надстройкой либо частью массы полуприцепа, приходящейся на седло.

Примерно так на рентгене выглядит шасси крупнотоннажного грузового автомобиля с ДВС

Теперь из дизельного грузовика (корректней сказать – на его платформе) мы в духе времени делаем электрогрузовик.
А значит, снимаем ДВС – минус от 700 до 1100 кг в зависимости от рабочего объема; коробку (МКП, АМКП, АКП) – 300-400 кг; топливные баки – от 400 до 1500 л ДТ (от 340 до 1275 кг без учета их собственного веса) и прочие мелочи.

Далее «электрификация» шасси. Под кабиной обычно располагаются силовая электроника, преобразователи, возможно – бортовое зарядное устройство плюс некое допоборудование (300 кг? А было?). Тяговые накопители (ТАБы), как правило, установлены в базе, с наружной стороны лонжеронов или между ними. Их масса зависит от числа блоков (4-6-8-?), но если говорить о магистральных тягачах, то общая масса ТАБов может достигать 3-3,5 тонны. Идем дальше – мотор-генератор. Есть вариант с его установкой «в базе» и приводом стандартного ведущего моста через кардан. Но на грузовиках MB eActros, Volvo FH Aero, MAN eTrucks и даже на китайском Sany Magic Tower 1165 используется задний мост – моноблок, состоящий из мотор-генератора и 2- или 4-ступенчатого редуктора (из-за возможности выбора передаточных отношений водителем или круиз-контролем последний в пресс-релизах и СМИ с недавних пор начали именовать «коробкой передач»). Уточню, что этот моноблок тяжелей стандартного ведущего моста минимум на 700 кг... А так как в общем случае его использование подразумевает увеличение неподрессоренных масс, задняя подвеска здесь тоже усиленная.

Шасси электрогрузовика Mercedes-Benz Actros первого поколения: общая компоновка и варианты размещения ТАБов – тяговых аккумуляторных батарей.

Кстати, E-Axle (дословно: электроось) в данном случае – хорошо известная по электробусам КАМАЗ и ЛиАЗ ZF AVE130 со ступичными мотор-генераторами. Принципиальное отличие – форма соединительной балки, хотя опционально и только для «грузовой» версии возможно использование ступичных редукторов

Как указывают официальные пресс-релизы, установка мотор-генераторов (как правило, ещё и с редукторами) непосредственно на ведущем мосту позволяет более эффективно использовать раму для размещения ТАБов: как снаружи лонжеронов, так и между ними. На картинке решения Meritor (в данном случае для 6х4), Allison Transmission и FPT Industrial (справа внизу). Кстати: у него два или три мотор-генератора, соединительный редуктор и ещё т.н. коробка передач (причем двухступенчатая). Вес агрегатов предположите сами?

Как всегда, упражнение с калькулятором. Мы «сняли» с шасси порядка 2875 кг узлов и агрегатов, а потом добавили туда порядка 4,5 тонн новых (рассмотрен максимальный вариант).
Более того, можно с уверенностью утверждать, что вследствие изменения компоновки мы разгрузили переднюю ось и серьезно нагрузили мост – иллюстрации публикуются.

Isuzu N-Series NRR EV – варианты компоновки.

Как легко догадаться, снаряженная масса и осевая нагрузка различаются.

При неизменной полной массе наименьшая грузоподъемность у автомобиля с максимальным запасом хода

Проблема не только с грузовыми автомобилями...

«Электроось» полуприцепа (условная схема).

Теоретически она используется для питания АКБ привода холодильного агрегата

Еще в декабре прошлого года мы писали о совместном проекте компаний BPW и Thermo King, в рамках которого стандартный рефрижераторный полуприцеп был оснащен осью со встроенным генератором (она средняя в трехосной тележке). Идея простая (и красивая): во время движения упомянутый генератор не только питает привод холодильной установки, но и заряжает блок АКБ. Последний, в свою очередь, питает тот же привод, но уже на стоянке. Плюс решения понятен: не надо использовать ТАБы электротягачей и, разумеется, экология: нет ДВС для питания привода на стоянке (и СО2 тоже). Свою новость мы назвали «Пока не получилось»: дело в том, что заряда накопителей хватало максимум на 4,5 часа, а нам согласно графику труда и отдыха водителя надо 11! Причина, почему «пока», проста: недостаточная емкость накопителей, потому что и здесь есть ограничение по массе.
Решение Европарламента
По оценочному суждению автора, чтобы лишний раз не наступить на грабли, на которые уже «некоторые» наступили, иногда стоит перенять опыт даже «недружественных» стран. Или некоторые их законодательные инициативы.
Суть решения: увеличение разрешенной полной массы автопоездов (пока только о них), имеющих пониженные, вплоть до минус 100%, выбросы углекислого газа.

Подразумеваются, в частности, автопоезда с элекротягачами, а также определенные комбинации из тягача и полуприцепа – подробности в публикуемой таблице. Разумеется, отдельная тема – дистрибуция. Это ведь не только НСV, но еще и MCV (среднетоннажники). Но о ней в другой раз. Кстати, «электрички» LCV забыты: мы уже писали на сайте, что согласно решению Комитета по транспорту Европарламента для управления означенными разрешенной полной массой до 4,25 тонны «на том берегу» достаточно категории «В» в ВУ.

Со своей стороны, мы, используя даже условный расчет, убедились в наличии проблемы. В данном контексте «тяжелей» – это о снаряженной массе, но если она больше при неизменной полной, значит, меньше коммерческая загрузка.
Небольшой (неофициальный) обзор законодательства
В Европе большегрузные транспортные средства (HDV), такие как грузовые автомобили, автопоезда, автобусы и междугородные автобусы, должны соответствовать определенным правилам по весу и размерам, чтобы обеспечить безопасность дорожного движения, предотвратить повреждение дорог, мостов и туннелей и обеспечить честную конкуренцию на дорогах. Общие правила изложены в Директиве 96/53/EC, также известной как «Директива о весе и размерах».

Наиболее распространенный в Европе магистральный автопоезд: тягач 4×2 с 3-осным полуприцепом (всего пять осей). На схеме приведены требования Директивы 96/53 EC: максимальные осевые нагрузки и массы. Опыт показывает, что его снаряженная масса около 14 900 кг при разрешенной полной в 40 тонн. Отсюда фактическая грузоподъемность составит 25 100 кг. В идеальном варианте полная масса распределяется так: примерно 1/3 на тягач и 2/3 на полуприцеп. Примерно 5/6 нагрузки от полуприцепа на тягач приходится на ведущую ось последнего...

Чтобы повысить энергетическую эффективность транспортных операций и уменьшить вредные выбросы автомобильного транспорта при их выполнении, в нее были внесены поправки Директивой (ЕС) 2015/719, Решением (ЕС) 2019/984 и Регламентом (ЕС) 2019/1242. Последние внесли определенные отступления от максимально разрешенных весов и размеров транспортных средств (ТС), чтобы:
■ облегчить использование альтернативных видов топлива;
■ улучшить аэродинамику ТС;
■ поддержать разработку и внедрение модульных систем (в их основе более длинные и/или более тяжелые автопоезда, состоящие из обычных ТС, также известных как европейские модульные системы);
■ стимулировать интермодальные транспортные операции.

В качестве примера поправок могу уточнить, что, например, при транспортировке 45-футовых контейнеров или сменных кузовов такого же размера для комбинации 2-осный тягач + 3-осный полуприцеп (ТС пять осей) допускается увеличение разрешенной полной массы до 42 т. Тот же автопоезд, но уже с 3-осным тягачом (ТС шесть осей и более) может иметь массу до 44 т.

Но, и это важно, не стоит забывать, что упомянутые правила носят именно трансграничный характер, в то время как национальное законодательство уже (!) разрешает другие цифры. Например: 42 тонны – Ирландия; 44 – Бельгия, Дания, Италия (и т.д.); 46 – Норвегия; 50 – Нидерланды, Норвегия (на некоторых дорогах); 76 – Финляндия...

Стратегия устойчивой и интеллектуальной мобильности, принятая Комиссией Европарламента в 2020 году, объявила о пересмотре Директивы о весе и размерах, основными целями которой являются ускорение внедрения ТС с нулевым уровнем выбросов (прежде всего крупнотоннажных) и стимулирование интермодальных грузовых перевозок. Общая информация о возможных изменениях приведена в публикуемой нами таблице, раздел «Увеличение разрешенной полной массы – одобрено Европарламентом».

По данным исследований, инициированных экспертами АСЕА, тягачи с колесной формулой 6х2 или 6х4 в практической эксплуатации наносят меньший вред дорожному покрытию, чем «классика» 4х2. Посему автопоезда с такими тягачами могут перевозить на 4-6 тонн больше «классических»

Дополнение АСЕА (пока не принятое)
Мы не будем анализировать весь документ с изложением позиции ACEA по пересмотру т.н. «Директивы о весе и габаритах» (Weights and Dimensions Directive), разве что отдельные моменты, которые, без сомнения, следует учесть и в России.

Предложение ACEA по разрешенной осевой нагрузке для MCV (среднетоннажников).

Думаю, перевод не требуется

Вернемся к таблице «Автопоезда: типаж, возможное снижение выбросов СО2, массы». Думаю, что исходный вариант автопоезда и типаж, по решению Европарламента получивший дополнительные 4,0 тонны разрешенной полной массы, в особых комментариях не нуждаются. Хотя, как видите, в двух вариантах из трех «некоторые» получают, скажем, конкурентное преимущество в две лишних тонны полезной загрузки. Понятно, что загрузка автопоезда до разрешенной полной массы бывает не всегда, но тем не менее.

Ещё примеры общей компоновки (включая решение на водородных топливных элементах). Согласитесь, во всех случаях развесовка автомобиля изменилась

На мой взгляд, стоит обратить внимание на предложение АСЕА (и автопроизводителей, разумеется) о расширении типажа. Как видите, это весьма здравое предложение, а так как для его реализации можно ограничиться «+2 тонны» разрешенной полной массы (а не «+4»), его можно считать промежуточным на некий переходный период. Тем более что не только масса является проблемой электрогрузовиков, но и инфраструктура. Ведь нужна не просто розетка на стоянке или обочине, но ещё и место для маневра, тем более что в ЕС давно пытаются снять ограничения с автопоездов длиной 25,25 м («скандинавских сцепок» в просторечии). Единственный момент. В июле 2023 года Еврокомиссия опубликовала Пакет мер по совершенствованию грузоперевозок с целью сделать их более экологичными и эффективными. Так вот, там прямо сказано, что «предложения по широкому внедрению автопоездов длиной от 25 метров, но с тягачами, оснащенными ДВС, могут отвлечь инвестиции (!) от техники с действительно нулевым уровнем выбросов» (цитата в изложении). Тем более что те якобы увеличивают износ дорог... Странное предположение, кстати. Например, в Германии разрешенная полная масса таких автопоездов по закону составляет 44 тонны, но в зависимости от исполнения у них не пять, а семь или восемь осей, а значит, осевая нагрузка как минимум не больше, чем у «классики». Но это так – ремарка на полях.

Примечательно другое. Директива 2015/719, которую мы упоминали выше, к «экологичным» ТС относит ещё и газомоторную технику, а также использующую биотопливо как в жидком, так и вьгазообразном состоянии. Причем у газомоторной уровень вредных выбросов превосходит требования стандарта Euro VI (римская цифра – для коммерческих автомобилей). Более того, всех «испугали» перспективой следующего стандарта – Euro VII, где уровень вредных выбросов единый для всех типов ДВС. Уточню особо: как у газомоторных... Они теперь НЕэкологичны?

Странно, но почему-то евробюрократы забыли (?) о других типах силовых установок, которые всегда считались экологичными. Например, оцените уровень вредных выбросов газового двигателя с требованиями стандарта Euro VI (марка и модель грузовика указаны). Эксперты АСЕА тоже удивляются, но...

Есть и иные вопросы. Например, евробюрократы к высокоэкологичным отнесли тягач с гибридной силовой установкой плюс полуприцеп с «электроосью». И не отнесли тот же самый тягач со стандартным полуприцепом (без упомянутой). Хотя, вообще-то, ось с генераторной установкой применяется для зарядки накопителей, питающих привод холодильной установки рефрижераторного полуприцепа.

Стесняюсь спросить: а зачем она нам, например, на «шторнике»? И почему при такой комбинации возможное снижение вредных выбросов вдруг на 10% меньше?

Между прочим, а ведь евробюрократы не указали параметры и назначение «электрооси»... А что если нам, например, к средней оси тележки полуприцепа «прикрутить» (обязательно синей изолентой) велосипедный генератор, и пусть он весь рейс заряжает, например, повербанк (powerbank) водителя... Разве это не электроось? Как думаете, Илону Маску подсказать идею или кому-то ещё?
***

На этом пока закончим: документ Европарламента отправился на согласование с законодателями стран ЕС, ждем-с реакции.

Единственный штрих и подтверждение фразы о том, что российским законодателям следует задуматься. Осенью 2023 года на одной из выставок в Москве была показана электроплатформа (шасси) производства АЗ «Урал». Публикация до поры доступна на нашем сайте, но обратите внимание на опубликованную там таблицу технических данных. Заявленная полная масса «электрички» из Миасса – 19 тонн.
Правила перевозок грузов автомобильным транспортом, которые утверждены 21.12.2020 Постановлением Правительства РФ № 2200 указывают, что допустимая масса одиночных 2-осных автомобилей не может превышать цифры в 18 тонн...

«При превышении транспортным средством (с грузом или без груза) вышеуказанной разрешенной максимальной массы автомобиля такое транспортное средство относится к категории тяжеловесного. Дальнейшая эксплуатация такого транспортного средства по автодорогам общего пользования Российской Федерации возможна только при наличии специального разрешения» (цитата)...